专利名称：一种调整雷达视轴的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种雷达标定的方法及装置，特别是关于一种适用于保证汽车行驶安全的调整雷达视轴的方法及装置。
背景技术：
随着汽车制造业的不断发展和汽车普及率的日益提高，汽车这种方便、快捷的运输方式逐渐表现出了它的弊端——危险性。为了保证汽车行驶安全，现有汽车上安装了许多安全装置，基本为两类一类是为避免事故发生而设置的主动安全措施；另一类是在事故发生后为减轻事故后果而设置的被动安全措施。主动安全措施中的FCW(前撞报警)、 DCA (距离保持辅助)、ACC(自适应巡航控制)、EBR(紧急制动辅助)、PCV (预碰撞保护)及 LCA(换道辅助)等驾驶辅助系统均需要依靠车载雷达来实现。毫米波雷达因其具有全天候、分辨率高、多目标探测等优势广泛应用于汽车驾驶辅助系统中。毫米波雷达可以通过接收目标物反射的回波信号探测目标物的相对距离、相对速度等。如果雷达安装的方向不合适，则有可能出现识别不到前车的情况。现有技术中已有的雷达安装方向调整方法是在给定位置上设置反射物标，根据检测器是否能够检测到上述反射物标以及接受到的反射信号的强度来调整雷达的收发信号方向。现有技术也有检测并校正车载雷达水平方向轴偏移量的方法，此种方法可以有效消除雷达视轴在水平方向的偏移量。但是，即使是在雷达安装方向正对于前方目标物的情况下，如果雷达俯仰角过大或过小，也有可能识别不到前车，导致汽车行驶不安全，例如雷达俯仰角如果存在1°的误差，在IOOm处将产生1. 75m的垂直距离误差，这可能导致雷达波束扫描范围覆盖不了 IOOm 处路面上的汽车，识别不到前车，容易发生危险。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种在雷达安装过程中能够自动选择理想俯仰角对雷达视轴进行调整的调整雷达视轴的方法及装置。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种调整雷达视轴的方法，它包括以下步骤1)设置包括有视轴调整控制系统、雷达和信号反射器的调整雷达视轴的装置，所述视轴调整控制系统包括有配置模块、判断模块、记录模块、计算平均值模块和输出模块， 所述信号发射器包括有反射板和支撑所述反射板的调节支架；幻将所述雷达安装在汽车的前端中心，将信号反射器放置在安装有雷达的汽车正前方，使反射板中心正对雷达中心； 3)所述配置模块设定对雷达俯仰角的调整范围和调整步长；4)所述配置模块根据调整步长配置雷达的俯仰角值i，且雷达在俯仰角值i所在位置处将雷达信号发射到反射板；5)雷达将接收到的反馈信号发送到所述判断模块中，由判断模块对反馈信号的纵向距离和宽度进行判断，确定是否有经反射板反射的雷达信号；6)所述判断模块确定有经反射板反射的雷达信号时，便将所对应的雷达俯仰角值i发送到记录模块中；7)由配置模块判断雷达俯仰角i是否达到调整范围的最大值①如果未达到调整范围的最大值，则进入步骤4)；②如果达到调整范围的最大值，则进入步骤8) ；8)将所述记录模块中记录的所有俯仰角值发送到计算平均值模块，由所述计算平均值模块计算出所有雷达俯仰角的平均值，并将此平均值发送到输出模块；9)所述输出模块将所述平均值作为雷达俯仰角的理想值赋值给雷达， 即完成雷达的标定。所述步骤幻使反射板中心正对雷达中心采用激光瞄准方法。所述步骤4)所述反馈信号中的纵向距离是指雷达与信号反射板之间的距离，所述反馈信号中的宽度是指反射板的宽度，如果所述纵向距离和宽带均对应相同，则判断认为反馈信号是经反射板返回的雷达信号。实现所述方法的调整雷达视轴的装置，其特征在于它包括一视轴调整控制系统、 一雷达和一信号反射器，所述视轴调整控制系统包括一配置模块、一判断模块、一记录模块、一计算平均值模块和一输出模块，所述信号反射器包括一反射板和一支撑所述反射板的调节支架；所述雷达设置在汽车前端，所述信号反射器设置在所述汽车的正前方，且所述反射板正对所述雷达的中心，所述配置模块将配置的雷达俯仰角发送给所述雷达，所述雷达发射信号到所述反射板，所述雷达将接收到的反馈信号发送到所述判断模块，由所述判断模块对接收到反馈信号进行判断，并将确定有经所述反射板反射的雷达信号时的雷达俯仰角值发送给所述记录模块，由所述记录模块记录并将接收到的所述俯仰角值发送给所述计算平均值模块，由所述计算平均值模块计算平均值后，发送到所述输出模块，所述输出模块将所述平均值作为雷达俯仰角的理想值赋值给所述雷达。所述视轴调整控制系统采用笔记本电脑作为运行平台，所述笔记本电脑利用一 USBCAN适配卡连接一 CAN卡，所述CAN卡的输出端连接所述雷达。所述信号反射器的反射板采用金属材料制作而成，所述调节支架采用非金属材料制作而成。所述调节支架为一三脚架，所述三脚架的顶部中心设置有一套筒，所述套筒内设置有一纵向凹槽，所述凹槽内插设一伸杆，所述套筒外壁设置一能够穿入所述套杆的锁固装置，所述伸杆的顶端通过一连接装置连接所述反射板。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于设置有视轴调整控制系统、雷达和信号反射器，视轴调整控制系统中可以控制雷达自动地改变俯仰角，当雷达俯仰角循环一周期后，计算出一周期内所有经信号反射器反射回雷达波束的俯仰角的平均值，并且将此平均值作为雷达俯仰角理想值自动给雷达，此过程无需进行人工干预便能够自动完成雷达的标定及雷达视轴调整，操作方便。2、本发明的雷达俯仰角理想值的确定在雷达俯仰角循环一个周期后便可以自动完成雷达标定及雷达视轴调整，因此可以有效地缩短雷达视轴的调整周期。3、本发明中信号反射器设置的调节支架可以根据雷达的安装高度来调整反射板的高度，因此本发明可以适用于不同款型的汽车。本发明可以广泛应用于汽车中安装雷达时雷达视轴的调整中。
图1是本发明的方法流程图；图2是本发明实施例中实验场景示意图；图3是图2的侧视示意图4是本发明的装置结构框图；图5是本发明信号反射器的反射板结构示意图；图6是图5的左视示意图；图7是本发明调节支架的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。 如图1 4所示，本发明的调整雷达视轴的装置包括一视轴调整控制系统1、一雷达2和一信号反射器3，视轴调整控制系统1包括一配置模块、一判断模块、一记录模块、一计算平均值模块和一输出模块，信号反射器3包括一反射板和一支撑反射板的调节支架， 本发明调整雷达视轴的方法包括以下步骤1)将雷达2安装在汽车4的前端中心处，将信号反射器3放置在安装有雷达2的汽车4正前方约5m处，调整信号反射器3的调节支架，使反射板中心与雷达2中心等高，即反射板中心正对雷达2中心，此时雷达俯仰角未配置，初始值i为0°。为了使反射板中心能够正对雷达2中心，可以采用激光瞄准的方法，即利用一激光笔，使激光笔发射的光束穿过汽车4前后玻璃的中心线，调整反射板的位置，使激光笔发射的光束正好打在反射板的垂向中心线处，保证了汽车的纵向中心面(注沿汽车行驶方向的中心面)与反射板的垂向中心线(注垂直方向的中心线)共面，再调整反射板使其中心处距离地面的高度与雷达2中心处距离地面的高度相同。2)配置模块根据所选用的雷达设定雷达俯仰角调整范围和调整步长，本发明实施例中所采用的雷达2型号为Continental ARS308，其雷达2俯仰角的调整范围为0 32°， 调整步长为0.25° (以此为例，不限于此)。3)配置模块根据调整步长配置雷达俯仰角为i，并发送配置信号给雷达2，当雷达 2接收到配置信号时将俯仰角调整到i，并发射雷达信号到反射板。4)雷达2将接收到的反馈信号发送到判断模块，判断模块对反馈信号中携带的目标物信息的纵向距离和宽度进行判断，判断反馈信号的纵向距离是否为雷达2与信号反射器3之间的距离，反馈信号的宽度是否为反射板的宽度，如果纵向距离和宽度均对应相同， 则认为反馈信号中有经反射板反射回的雷达信号，即雷达2扫描到反射板。本实施例中，信号反射器3和雷达2之间的距离为5m，反射板的宽度为20mm，则只要判断反馈信号的纵向距离在細 6m之间且信号的宽度在0. 5m内则认为反馈信号有经反射板反射的雷达信号。5)判断模块判断出有经反射板反射回的雷达信号时，便将此时所对应的雷达俯仰角值i发送到记录模块中。6)由配置模块判断雷达俯仰角i是否达到调整范围的最大值①如果未达到调整范围的最大值，则进入步骤3)；②如果达到调整范围的最大值，则进入步骤7)。7)将记录模块中记录的所有俯仰角值发送到计算平均值模块，由计算平均值模块计算出记录的所有雷达俯仰角的平均值X，并将此平均值X发送到输出模块。8)输出模块将此平均值作为雷达俯仰角的理想值赋值给雷达2，完成雷达2的标定。
如图4所示，上述实施例中，视轴调整控制系统1是基于程序控制的，可以采用 LabVie^Matlab或C语言开发，笔记本电脑比工控机更加的方便、简洁，本发明采用笔记本电脑作为视轴调整控制系统1的操作(程序运行)平台，由于笔记本电脑没有CAN(总线) 接口，因此利用笔记本电脑通过一 USBCAN适配卡连接CAN卡，CAN卡的输出端通过数据线连接雷达2。如图5、图6所示，上述各实施例中，反射板31为L形，可以采用弯折的薄钢板制成也可以选用其它金属材料制成，用于反射雷达信号的平面要求表面光滑，其形状可以设置为长方形，反射板31的尺寸可以根据雷达2与信号反射器3之间距离来确定。如图7所示，上述各实施例中，调节支架32为一三脚架321，三脚架321的顶部设置有一套筒322，套筒322内壁设置有纵向凹槽，套筒322内插设有一伸杆323，对应套筒 322的凹槽，伸杆323的外壁设置有凸起。使用时，伸杆323的凸起插入套筒322的凹槽内使伸杆323可以沿着套筒322上下滑动。伸杆323的顶端固定连接有一连接装置，连接装置包括一 L形连接板3M和一水平板325，L形连接板3M和水平板325通过一圆轴3 枢接，使用时可以通过一螺栓穿过圆轴3 定位，水平板325顶部通过螺栓固定连接反射板31 的底部，水平板525顶部还设置有一用于调整反射板31水平度的水平仪(图中未示出)。 套筒322的内壁嵌有一摩擦块(图中未示出)，与摩擦块位置对应，套筒322上设置一穿入其外壁的锁固装置327，锁固装置327采用一螺栓，螺栓顶住摩擦块，旋紧螺栓时，摩擦块与伸杆323之间产生摩擦力阻碍伸杆323上下运动，此时将伸杆323锁固在某一高度；松开螺栓时，摩擦块与伸杆323之间不产生摩擦力，伸杆323可以上下运动。伸杆323上设置有实时显示反射板31中心处高度的刻度值，根据实际情况，调整好反射板31的高度后，利用锁固装置327将伸杆323锁固。上述各实施例中，调节支架32采用不反射雷达信号的非金属材料制作而成。上述各实施例中，信号反射器3放置于汽车的正前方时，要求雷达2和信号反射器 3之间的路面平坦且没有其他障碍物，且信号反射器3周边一定范围内也没有其他障碍物， 因为如果在信号反射器3周围还存在其他可以反射雷达信号的障碍物，可能在雷达2没有接收到信号反射器3反射的雷达信号时，把接收到其他障碍物反射的雷达信号误认为是信号反射器3反射的雷达信号，导致计算得到的雷达俯仰角平均值可能并非是理想俯仰角， 使雷达视轴调整出现偏差，本实施例中，信号反射器3周围长10米、宽6米的长方形区域里没有其他障碍物。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、设置位置、连接方式和实施方法的步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种调整雷达视轴的方法，它包括以下步骤1)设置包括有视轴调整控制系统、雷达和信号反射器的调整雷达视轴的装置，所述视轴调整控制系统包括有配置模块、判断模块、记录模块、计算平均值模块和输出模块，所述信号发射器包括有反射板和支撑所述反射板的调节支架；2)将所述雷达安装在汽车的前端中心，将信号反射器放置在安装有雷达的汽车正前方，使反射板中心正对雷达中心；3)所述配置模块设定对雷达俯仰角的调整范围和调整步长；4)所述配置模块根据调整步长配置雷达的俯仰角值i，且雷达在俯仰角值i所在位置处将雷达信号发射到反射板；5)雷达将接收到的反馈信号发送到所述判断模块中，由判断模块对反馈信号的纵向距离和宽度进行判断，确定是否有经反射板反射的雷达信号；6)所述判断模块确定有经反射板反射的雷达信号时，便将所对应的雷达俯仰角值i发送到记录模块中；7)由配置模块判断雷达俯仰角i是否达到调整范围的最大值①如果未达到调整范围的最大值，则进入步骤4)；②如果达到调整范围的最大值，则进入步骤8)；8)将所述记录模块中记录的所有俯仰角值发送到计算平均值模块，由所述计算平均值模块计算出所有雷达俯仰角的平均值，并将此平均值发送到输出模块；9)所述输出模块将所述平均值作为雷达俯仰角的理想值赋值给雷达，即完成雷达的标定。
2.如权利要求1所述的一种调整雷达视轴的方法，其特征在于所述步骤2)使反射板中心正对雷达中心采用激光瞄准方法。
3.如权利要求1或2所述的一种调整雷达视轴的方法，其特征在于所述步骤4)所述反馈信号中的纵向距离是指雷达与信号反射板之间的距离，所述反馈信号中的宽度是指反射板的宽度，如果所述纵向距离和宽带均对应相同，则判断认为反馈信号是经反射板返回的雷达信号。
4.实现如权利要求1 3任一项权利要求所述方法的调整雷达视轴的装置，其特征在于它包括一视轴调整控制系统、一雷达和一信号反射器，所述视轴调整控制系统包括一配置模块、一判断模块、一记录模块、一计算平均值模块和一输出模块，所述信号反射器包括一反射板和一支撑所述反射板的调节支架；所述雷达设置在汽车前端，所述信号反射器设置在所述汽车的正前方，且所述反射板正对所述雷达的中心，所述配置模块将配置的雷达俯仰角发送给所述雷达，所述雷达发射信号到所述反射板，所述雷达将接收到的反馈信号发送到所述判断模块，由所述判断模块对接收到反馈信号进行判断，并将确定有经所述反射板反射的雷达信号时的雷达俯仰角值发送给所述记录模块，由所述记录模块记录并将接收到的所述俯仰角值发送给所述计算平均值模块，由所述计算平均值模块计算平均值后， 发送到所述输出模块，所述输出模块将所述平均值作为雷达俯仰角的理想值赋值给所述雷达。
5.如权利要求4所述的一种调整雷达视轴的装置，其特征在于所述视轴调整控制系统采用笔记本电脑作为运行平台，所述笔记本电脑利用一 USBCAN适配卡连接一 CAN卡，所述CAN卡的输出端连接所述雷达。
6.如权利要求4所述的一种调整雷达视轴的装置，其特征在于所述信号反射器的反射板采用金属材料制作而成，所述调节支架采用非金属材料制作而成。
7.如权利要求5所述的一种调整雷达视轴的装置，其特征在于所述信号反射器的反射板采用金属材料制作而成，所述调节支架采用非金属材料制作而成。
8.如权利要求4或5或6或7所述的一种调整雷达视轴的装置，其特征在于所述调节支架为一三脚架，所述三脚架的顶部中心设置有一套筒，所述套筒内设置有一纵向凹槽， 所述凹槽内插设一伸杆，所述套筒外壁设置一能够穿入所述套杆的锁固装置，所述伸杆的顶端通过一连接装置连接所述反射板。
全文摘要
本发明涉及一种调整雷达视轴的方法及装置，其特征在于它包括视轴调整控制系统、雷达和信号反射器，视轴调整控制系统包括配置模块、判断模块、记录模块、计算平均值模块和输出模块，信号反射器包括反射板和调节支架；雷达设置在汽车前端，信号反射器设置在汽车的正前方，配置模块将配置的雷达俯仰角发送给雷达，雷达发射信号到反射板，雷达将接收到的反馈信号发送到判断模块，由判断模块对接收到反馈信号进行判断，并将确定有经反射板反射的雷达信号时的雷达俯仰角值发送给记录模块，由记录模块记录并将接收到的俯仰角值发送给计算平均值模块，由计算平均值模块计算平均值后发送到输出模块，输出模块将平均值作为雷达俯仰角的理想值赋值给雷达。本发明可以广泛应用于汽车中安装雷达时雷达视轴的调整中。
文档编号G01S7/40GK102495398SQ201110443988
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者张德兆, 李晓飞, 秦小辉, 邓博 申请人:北京智华驭新汽车电子技术开发有限公司